如今，高效的能源管理，传输和分配面临许多挑战，而集成控制和集成连接功能将成为智能电网和智能三相电表未来成功的关键。智能电网最重要的终端链接和基础建设。思卡尔的三相电表解决方案是根据中国电网标准GB / T 17215.322-2008 / IEC62053-22：2003设计的。系统采用了飞思卡尔基于ARM Cortex-MO 的最新Kinetis M系列44针内核，KM14作为测量芯片，其Kinetis L系列基于ARM Cortex-MO 100针内核，而KL36作为系统芯片。解决方案可以简化和加快设计人员的设计过程，降低研发风险和成本，缩短研发时间，并确保客户在此基础上开发具有竞争力的产品。统框图如图1所示。M14测量芯片基于ARM CortexMO 内核，可在高达50 MHz的频率下用于谐波分析和测量。的SPI可以与主要的主MCU KL36通信。4个独立的24位sigma-delta ADC，包括两个可编程增益放大器，可以响应高精度测量。
设计可以执行三相测量的原因（如图1下半部分的红线所示）是因为不仅有4个独立的24位ADC ∑-△，而且还有16位SAR ADC ，这两种运行相位补偿算法现在都可以满足三相电表的规格。UART接口可以满足国家网络运营商485，红外和PLC的相关要求。设计不仅可以满足国家电网的测量标准，还可以满足IEC 62053-22和IEC 62053-23等测量标准。
功耗模式，全速可达到97 uA / MHz，并且可以很好地支持断电和其他情况。据以上描述，系统的特征总结如下。
用的测量精度为0.5 s。设计使用Kinetis M MCUKM14系列作为测量芯片。Kinetis M系列微控制器基于低功耗ARM Cortex-MO 内核，适用于1相，2相和3相电表，单芯片流量计以及其他高精度测量应用。Kinetis M系列微控制器包括功能强大的模拟前端，该前端由几个24位sigma-delta ADC，几个可编程增益放大器，一个低温漂移基准电压和一个相移补偿器组成。
计的另一个功能是高精度测量，可以执行谐波分析，包括每个谐波分量的计算。成的32×32乘法器可以很好地支持谐波测量算法和复杂电能参数的测量。
个设计完全可以满足国家电表最高水平电表的要求。表测量部分用11种低功耗模式代替了4种传统的低功耗模式，这些模式可以灵活配置。
系统的低功耗受益于Cortex-MO 内核，Flash TFS（飞思卡尔薄膜存储器）工艺以及外围设备的低功耗设计。低功耗外，该设计还包括符合AES，ECC和RSA认证的加密和安全模块。源管理，输出显示，按钮输入和计数器时间计算等一系列过程也需要基本的微处理器。全面考虑，本设计使用Kinetis L系列KL36作为系统控制器。Kinetis L系列微控制器将新型ARM Cortex-MO 处理器的出色能效和易用性与Kinetis 32位MCU组合的性能，丰富的外设集，支持功能和可扩展性结合在一起。于Kinetis L系列，由于功耗限制，设计人员不再局限于8位和16位微控制器。设计的软件开发并非从零开始：可以使用飞思卡尔应用程序体系结构，基于滤波器的测量算法（例如Hilbert滤波器）和FFT测量算法。
中，基于FFT的谐波分析算法可以在64点FFT中支持32个谐波。
思卡尔提供的算法库可帮助准确计算有功，无功和总功率。
相电表的数据通信接口设计为与电气系统配合使用，以实现电力管理的现代化。上一篇文章中，我们可以知道该设计具有两个隔离的RS-485输出。RS-485采用负差分信号逻辑，2V〜-6V表示“ O”， 2V〜 6V表示“ 1”。RS-485具有两线和四线布线，现在主要使用两线布线方法，这种布线方法是总线拓扑结构，同一总线上最多可以连接32个节点。-485通信网络通常采用主从通信方式，即具有多个从属的主机。用RS-485接口时，对于特定的传输线，授权用于将数据信号从RS-485接口传输到负载的最大电缆长度与传输的波特率成反比信号。
长度数据主要受信号失真的影响，并受噪声和其他因素的影响。理论上讲，当通讯速度小于或等于100 kp / s时，恒温阀芯RS-485的最长传输距离可以达到1200 m。计的目标是在保持低功耗的同时实现高精度。真测试结果表明，该设计具有出色的测量精度并保持低功耗，如图2所示。
据图1所示的原理图设计的最终产品如图所示。
3.从图3可以看出，设计紧凑并且符合国际要求。
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